JP5258226B2 - 描画装置および描画方法 - Google Patents

Description

本発明は、マトリックス状に２次元配列された複数の空間光変調素子を有する露光ユニットを備え、被描画体に回路パターン等のパターンを形成する描画装置、描画方法に関する。特に、本発明は、露光制御に関する。

電子回路基板等の被描画体の製造工程では、フォトレジスト等の感光材料を塗布し、あるいは貼り付けた被描画体に対してパターン形成の描画処理が行われる。描画装置としては、ＬＣＤ、ＤＭＤ（Digital Micro-mirror Device）、ＳＬＭ（Spatial Light Modulators）など空間光変調素子をマトリクス状に２次元配列させた露光（光変調）ユニットを使用した描画装置が知られている（例えば、特許文献１、２参照）。

描画処理を行う場合、描画装置のテーブルに載せた被描画体に対し、複数の露光ユニットによる照射スポット（露光エリア）を相対的に走査方向へ移動させる。そして、露光エリアの通過する位置に合わせて、その位置に応じたパターンが形成されるように空間光変調素子を所定のタイミングで変調する。描画処理されると、現像処理、エッチング、レジスト剥離等の所定の工程を経て、パターン形成された被描画体が製造される。描画方法としては、ステップ＆リピート移動方式、連続移動方式等があり、また、重複して同一エリアを繰り返し照射する多重露光方式も知られている。

描画装置では、ＣＡＤシステム等から送信されるパターンデータ（ベクタデータ）を、描画イメージデータであるラスタデータに変換し、ラスタデータを制御信号としてマイクロミラーなどの空間光変調素子を変調する。このようなパターンデータの入力、ラスタデータへの変換、空間光変調素子の制御が、露光エリアの相対的移動に合わせて繰り返し行われる。すなわち、露光エリアが露光位置に到達する毎に描画用データが更新される。

このように膨大な描画データの更新を頻繁に行うため、データ転送、データ変換処理に時間を要し、全体の描画時間（スループット）に影響を与える。データ処理の負担を軽減するため、例えば、ベクタデータを描画テーブルに合わせて座標変換し、その一部を抽出することが可能である（特許文献３参照）。また、マトリクス状のＤＭＤを複数の領域に分割し、転送が終了した領域のミラーを順次リセットする（特許文献４参照）。
特開２００３−５７８３６号公報 特開２００３−１５３０９号公報 特開２００５−８４１９８号公報 特開２００５−５５８８１号公報

１つの露光ユニットは、多数の光変調素子（例えば、１０２４×７６８個）によって構成され、ラスタデータのデータ量、およびラスタデータを格納するメモリ容量は、空間光変調素子の数に従う。さらに、基板全体の大きさに対して露光エリアが小さいために露光ユニットが複数並べて配置されることが多く、露光ユニットの数に応じたパターンデータ、メモリを用意する必要がある。そのため、描画用ラスタデータの生成、データ転送処理に膨大な時間がかり、スループット向上の障害となる。特に、多重露光方式の場合、パターンデータ転送、変換処理の処理頻度が多く、データ処理時間の長さに起因して、被描画体の相対的移動速度、露光ピッチに制限が生じる。

本発明の描画装置は、複数の空間光変調素子をマトリクス状に配列した少なくとも１つの露光ユニットと、露光ユニットの投影領域となる露光エリアを、被描画体に対して相対的に走査方向に沿って移動させる走査手段とを備える。露光ユニットは、例えばＤＭＤ、ＬＣＤ，ＳＬＭなどである。また、走査手段は、例えば、間欠的に移動するステップ＆リピート方式、連続移動する連続移動方式などの露光方式に従って露光エリアを相対移動させる。さらに、本発明の描画装置では、露光エリアが、走査方向に対して分割されることにより、第１〜第Ｎ（だだし、ＮはＮ≧２を満たす整数）の分割露光領域が規定されるとともに、第１〜第Ｎの分割露光領域にそれぞれ対応した第１〜第Ｎのメモリを備える。ただし、Ｎは、２以上の整数を示す。

第１〜第Ｎの分割露光領域は、走査方向に沿って順番に並び、第１の分割露光領域が先頭となって基板ＳＷを相対移動し、第２〜第Ｎの分割領域が追って順番に走査方向に向かって相対移動する。露光ユニットは第１〜第Ｎの分割領域に応じて第１〜第Ｎの領域（分割変調領域）が規定され、第１〜第Ｎのメモリは、それぞれ第１〜第Ｎの領域にある空間光変調素子を変調させる描画データを格納する。描画データは、ラスタデータなどの２次元イメージデータを表し、ベクタデータなどの座標系データを変換することによって生成される。

本発明の描画装置は、第１〜第Ｎのメモリそれぞれに対し、対応する描画データを格納させる描画データ処理手段と、第１〜第Ｎのメモリに格納された描画データおよび露光エリアの相対的位置に基づき、複数の空間光変調素子を制御して露光動作を実行する露光制御手段とを備える。露光制御手段は、露光エリアの相対位置に形成すべきパターンに応じた描画データに基づき、そのパターンに応じた光を被描画体へ照射するように空間光変調素子を制御する。例えば、露光エリアを均等分割され、この場合、露光制御手段が、１つの分割露光領域に応じた距離間隔で露光動作を実行すればよい。

そして、本発明では、描画データ処理手段が、生成される描画データを露光動作に合わせて第１のメモリに格納し、また、第１〜第Ｎ−１のメモリに格納されていた描画データを、露光動作に合わせてそれぞれ第２〜第Ｎのメモリに格納する。ワークステーション等から順次送られてくるベクタデータ等のパターンデータは、第１の分割露光領域に応じたデータのみ、すなわち第１のメモリに格納されるデータのみであり、第２〜第Ｎの分割露光領域が第１の分割露光領域が通過した露光位置を順に追って通過するとき、第２〜第Ｎのメモリに格納される。そして、露光制御手段は、その露光位置に応じた描画データに基づいて露光動作を実行する。したがって、ラスタデータ等の描画データ生成処理が、第１のメモリに格納されるデータだけを対象にして行われる。

また、本発明の基板の製造方法は、１）感光材料を上面に形成した基板に対して描画処理を実行し、２）描画処理された基板に対して現像処理をし、３）現像処理された基板に対してエッチングまたはメッキ処理を施し、４）エッチングまたはメッキ処理された基板に対して感光材料の剥離処理を行う基板の製造方法であって、描画処理において、請求項１に記載された描画装置によって描画処理を行う。

描画データをメモリからメモリへ順に移す構成として、例えば、第１〜第Ｎのメモリが、直列的に接続さればよい。走査方式としては、解像度を高めるため、露光エリアを走査方向に対して所定角度傾斜させてもよい。この場合、次々に通過する各分割露光領域において同一パターンを重複させるため、描画データ処理手段が、露光位置を一致させるように、第２〜第Ｎのメモリに格納された描画データを所定角度に応じた分だけそれぞれシフト補正する。

本発明の描画方法は、複数の空間光変調素子をマトリクス状に配列した少なくとも１つの露光ユニットの投影領域となる露光エリアを、被描画体に対して相対的に走査方向に沿って移動させ、露光エリアを走査方向に対して分割規定した第１〜第Ｎ（Ｎ≧２）の分割露光領域にそれぞれ対応した第１〜第Ｎのメモリそれぞれに対し、対応する描画データを格納させ、第１〜第Ｎのメモリに格納された描画データおよび露光エリアの相対的位置に基づき、複数の空間光変調素子を制御して露光動作を実行する描画方法であって、生成される描画データを露光動作に合わせて第１のメモリに格納し、また、第１〜第Ｎ−１のメモリに格納されていた描画データを、露光動作に合わせてそれぞれ第２〜第Ｎのメモリに格納する。

本発明の描画装置は、複数の空間光変調素子をマトリクス状に配列した少なくとも１つの露光ユニットと、露光ユニットの投影領域となる露光エリアを、被描画体に対して相対的に走査方向に沿って移動させる走査手段と、露光エリアを走査方向に対して分割することにより規定される複数の分割露光領域にそれぞれ対応する描画データを生成する描画データ処理手段と、複数の分割露光領域に応じた描画データおよび露光エリアの相対的位置に基づき、複数の空間光変調素子を制御して露光動作を実行する露光制御手段とを備え、描画データ処理手段が、先頭の分割露光領域に応じた先頭描画データを露光動作に合わせて生成および更新し、露光制御手段が、残りの分割露光領域が順に先頭の分割露光領域の露光位置を通過するのに合わせて、先頭描画データを用いた露光動作を実行することを特徴とする。また、このような描画装置を用いた基板の製造方法、および描画方法が提供される。

本発明によれば、データ処理回路の構成を大型化、複雑化させることなく、データ処理速度向上によって描画処理時間を短縮することができる。

以下では、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。

図１は、本実施形態である描画装置を模式的に示した斜視図である。図２は、露光ヘッドの概略的断面図である。また、図３は、走査を示した図である。

描画装置１０は、フォトレジスト等の感光材料を表面に形成した基板ＳＷへ光を照射することによって回路パターンを形成する装置であって、ゲート状構造体１２、基台１４を備える。基台１４には、描画テーブル１８を支持するＸ−Ｙステージ駆動機構（ここでは、図示せず）が搭載され、描画テーブル１８上に基板ＳＷが設置されている。

ゲート状構造体１２には、基板ＳＷの表面に回路パターンを形成する８つの露光ヘッド２０_１〜２０_８が設けられ、各露光ヘッドは、第１及び第２の照明光学系、露光ユニット、結像光学系を備える。また、ゲート状構造体１２の上部には、２つの光源ユニット１６Ａ、１６Ｂが向かい合うように配置され、それぞれ露光ヘッド２０_１〜２０_４および２０_５〜２０_８へ照明光を送る。

矩形状の基板ＳＷは、例えばシリコンウェハ、フィルム、ガラス基板などの電子回路用基板であり、プリベイク処理、フォトレジストの塗布等の処理が施されたブランクスの状態で描画テーブル１８に搭載される。互いに直交なＸ−Ｙ座標系が描画テーブル１８に対して規定されており、描画テーブル１８はＹ方向に沿って移動可能である。ここでは、Ｙ方向の負の方向が走査方向として規定される。

図２には、露光ユニット２０_１の内部構成が概略的に図示されており、露光ユニット２０_１は、第１の照明光学系（図示せず）、第２の照明光学系２２、ＤＭＤ（Digital Micro-mirror Device）２４、結像光学系２６を備える。第２の照明光学系２２は、ゲート状構造体１２から描画テーブル１８に平行に突出する支持板１９の上に配置される一方、結像光学系２６が基板ＳＷの上方に配置され、ＤＭＤ２４、ミラー２５、光学系２７が第２の照明光学系２２と結像光学系２６との間に配置されている。

光源１６Ａは、超高圧水銀ランプ（図示せず）を備えた光源であり、ランプから放射された照明光の一部ＩＬは、露光ユニット２０_１に応じた第１の照明光学系（図示せず）へ導かれる。第１の照明光学系は、ランプから放射された拡散光を光強度が均一な平行光束にする。平行光束となった照明光が第２の照明光学系２２へ入射すると、照明光は所定の光量、および露光に適した所定の光束形状となり、ミラー２５、光学系２７を介してＤＭＤ２４へ導かれる。

ＤＭＤ２４は、数μｍ〜数十μｍの微小の矩形状マイクロミラーをマトリクス状に２次元配列させた露光ユニット（光変調ユニット）であり、ここでは、１０２４×７６８のマイクロミラーから構成される。各マイクロミラーは、静電界作用により回転変動し、光源からのビームＬＢを基板ＳＷの露光面方向へ反射させる第１の姿勢（ＯＮ状態）と、露光面外の方向へ反射させる第２の姿勢（ＯＦＦ状態）いずれかの姿勢で位置決めされ、制御信号に従って姿勢が切り替えられる。

ＤＭＤ２４では各マイクロミラーがそれぞれ選択的にＯＮ／ＯＦＦ制御され、ＯＮ状態のマイクロミラー上で反射した光は、結像光学系２６を通り、基板ＳＷに照射する。したがって、基板ＳＷに照射される光は、各マイクロミラーにおいて選択的に反射された光の光束から構成され、露光面上に形成すべき回路パターンに応じた照明光となる。

すべてのマイクロミラーがＯＮ状態である場合、基板ＳＷ上には、所定サイズを有する投影スポットＥＡが規定される（以下では、この投影領域を露光エリアという）。ここでは、結像光学系２６の倍率は１倍であることから、露光エリアのサイズはＤＭＤ２４のサイズと一致する。

図３に示すように、本実施形態では、露光エリアＥＡが走査方向に対して所定角度αだけ傾くように露光ヘッド２０１が配置されている。そのため、走査方向に合わせて配列されたマイクロミラーの微小スポットの位置は、走査方向に垂直なＸ方向に沿って微小距離だけずれる。これにより解像度の高いパターンが形成可能となる。

露光方式としては、ステップ＆リピート方式および多重露光方式が適用され、描画テーブル１８は間欠的にＹ方向に沿って移動する。露光エリアＥＡが相対的に距離ＲＴだけ移動する度に露光動作が実行され、所定の露光ピッチ間隔（露光動作時間間隔）で各マイクロミラーがＯＮ／ＯＦＦ制御される。距離ＲＴは、露光エリアＥＡのサイズより短く、露光エリアは互いに重複しながら移動していく。露光エリアＥＡが走査方向に沿って基板ＳＷ上を間欠的に相対移動するのに伴い、回路パターンが走査方向に沿って基板ＳＷに形成されていく。

露光ヘッド２０_２〜２０_８においても、同様な露光動作が実行される。走査方向に垂直なＸ方向に沿って一列に並んだ露光ヘッド２０_１〜２０_８は、描画テーブル１８が走査方向に沿って移動するのに伴い、基板ＳＷを全体的に露光する。これにより、描画処理が終了する。描画処理後には、現像処理、エッチング又はメッキ、レジスト剥離処理などが施され、回路パターンが形成された基板が製造される。

図４は、描画装置１０に設けられた描画制御部のブロック図である。また、図５は、露光エリアの分割領域を示した図である。

描画制御部３０は、外部のワークステーション（図示せず）と接続され、システムコントロール回路３２を備える。システムコントロール回路３２は描画処理を制御し、ＤＭＤ駆動回路３４、読み出しアドレス制御回路３７、描画テーブル制御回路３８など各回路へ制御信号を出力する。描画処理を制御するプログラムは、あらかじめシステムコントロール回路３２内のＲＯＭ（図示せず）に格納されている。

ワークステーションからＣＡＤ／ＣＡＭデータとして送られるパターンデータは、座標データであるベクタデータであり、ラスタ変換回路３６は、パターンデータをイメージデータであるラスタデータに変換される。ラスタデータは、１もしくは０の２値データによって表される回路パターンの２次元ドットパターンデータであり、各マイクロミラーの位置をＯＮ状態もしくはＯＦＦ状態に決める。ラスタデータは、各露光ヘッドのＤＭＤに対して生成され、直列的に接続されたバッファメモリ３８Ａ〜３８Ｃに格納される。

図５に示すように、本実施形態では、露光エリアＥＡを等分割することによって、３つの分割露光エリア（分割露光領域）ＥＡ１、ＥＡ２、ＥＡ３が規定されている。分割露光エリアは、走査方向に向けて露光エリアＥＡ１を先頭にして順番に並ぶ。ＤＭＤ２４においては、それぞれ１０２４×７６８のマイクロミラーＤＭから構成される３つの分割変調領域Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３が、分割露光エリアＥＡ１、ＥＡ２、ＥＡ３に対応する。各露光エリアは、走査方向に垂直なＸ方向に対して１画素分傾斜し、露光エリアＥＡ全体は、３画素分ずれている。ただし、1画素は、１つのマイクロミラーの微小スポットを表す。

バッファメモリ３８Ａ、３８Ｂ、３８Ｃには、それぞれ分割変調領域Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３のマイクロミラーを制御するラスタデータが描画データとして格納される。ワークステーションから送られてくるベクタデータは、露光エリアＥＡ１、すなわちＤＭＤ２４の分割領域Ｄ１にのみ応じたデータであり、バッファメモリ３８Ａに格納される。そして、露光動作が実行される度に新たなラスタデータがバッファメモリ３８Ａに格納され、ラスタデータが更新される。

一方、バッファメモリ３８Ａ、３８Ｂに格納されていたラスタデータは、露光動作に合わせてそれぞれバッファメモリ３８Ｂ、３８Ｃへシフトする。バッファメモリ３８Ａ、３８Ｂ、３８Ｃに格納されているラスタデータは、露光動作に合わせてＤＭＤ駆動回路３４へ送られる。バッファメモリ３８Ａ、３８Ｂ、３８Ｃのラスタデータ読み出し、書き込みタイミングは、読み出しアドレス制御回路３７によって制御される。

描画テーブル制御回路３８は、駆動回路４４へ制御信号を出力してＸ−Ｙステージ機構の移動を制御する。位置検出センサ４８は、描画テーブル１８の位置を検出することによって露光エリアＥＡの相対的位置を検出する。システムコントロール回路３２は、描画テーブル制御回路４２を介して検出する露光エリアＥＡの相対的位置に基づき、ＤＭＤ駆動回路３４、読み出しアドレス制御回路３７等を制御する。

ＤＭＤ駆動回路３４は、露光エリアＥＡ、すなわちＤＭＤ２４のマイクロミラー全体のラスタデータを格納するビットマップメモリを備え、２値データであるラスタデータに基づいて、各露光ヘッドのＤＭＤへ選択的に制御信号を出力する。露光エリアＥＡの相対的位置に応じたラスタデータがバッファメモリ３８Ａ、３８Ｂ、３８Ｃから入力されると、描画タイミングを合わせるクロックパルス信号に同期しながら、マイクロミラーの制御信号が描画信号として各ＤＭＤへ出力される。これにより、各ＤＭＤのマイクロミラーは、対応するラスタデータに基づいてＯＮ／ＯＦＦ制御される。

図６は、ステップ＆リピートおよび多重露光方式による描画処理のフローチャートである。図７は、描画処理過程を示した図である。図６、７を用いて、多重露光方式による描画処理について説明する。以下では、説明を簡単にするため、１つのＤＭＤによるパターン形成を考える。また、回路パターンの代わりにＡ、Ｂ、Ｃの文字パターンを描画パターンとして表す。図７には、枠線で示された描画文字Ａ、Ｂ、Ｃが、それぞれパターン形成される位置で表されている。

露光ピッチ、すなわち一回の露光動作で露光エリアＥＡの移動する距離ＲＴは、三等分された分割露光エリアＥＡ１、ＥＡ２、ＥＡ３各々の走査方向に沿った幅ＲＳに定められる。露光エリアＥＡの傾斜角度が微小角度であることから、露光エリアＥＡが露光ピッチＲＴだけ相対的に移動すると、分割露光エリアＥＡ１、ＥＡ２、ＥＡ３は、互いに重複した位置で露光動作を実行する。すなわち、分割露光エリアＥＡ１の位置を、分割露光エリアＥＡ２，ＥＡ３が順に到達する。

描画テーブル１８の移動開始によって描画処理がスタートすると、ステップＳ１０１では、描画テーブル１８の位置に基づいて露光エリアＥＡの相対的位置が検出される。そして、ステップＳ１０２では、露光エリアＥＡが所定の露光位置に到達しているか否かが判断される。図７では、露光位置Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４に合わせて露光動作が実行され、Ｐ１到達後は露光ピッチＲＴを基準にして露光位置の到達を検出する。なお、露光エリアＥＡが走査方向に対して傾斜しているため、ここでは、最も先に基板ＳＷを進む露光エリアＥＡの頂点を露光位置とする。

ステップＳ１０２で露光位置に達していないと判断されると、露光位置に達するまでステップＳ１０１〜Ｓ１０２が繰り返し実行される。その間、ＤＭＤ２４の各マイクロミラーはＯＦＦ状態に位置決めされている。ステップＳ１０２で露光位置に達していることが検出されると、ステップＳ１０３において、描画テーブル１８が停止する。

ステップ１０４では、ラスタ変換回路３６においてラスタデータが生成されるとともに、バッファメモリ３８Ａ〜３８Ｃに格納されていたラスタデータが更新される。具体的には、ラスタ変換回路３６において生成されたラスタデータがバッファメモリ３８Ａへ格納されるとともに、バッファメモリ３８Ａ、３８Ｂに格納されていたラスタデータが、それぞれ読み出されてバッファメモリ３８Ｂ、３８Ｃへ格納される。

例えば、図７に示すように、分割露光エリアＥＡ１が露光位置Ｐ２に達すると、文字「Ａ」を描画するラスタデータがバッファメモリ３８Ａに格納される。バッファメモリ３８Ｂ、３８Ｃには、ＤＭＤ２４の分割領域Ｄ２、Ｄ３内のマイクロミラーをすべてＯＦＦ状態に位置決めするラスタデータが格納されている。

一方、分割露光エリアＥＡ１がさらに距離ＲＴだけ移動し、文字「Ｂ」をパターン形成すべき露光位置Ｐ３に達した場合（図７参照）、分割露光エリアＥＡ２は、露光位置Ｐ２に到達し、文字「Ａ」をパターンすべき位置に達している。そのため、ラスタ変換回路３６において新たに生成されたラスタデータ、すなわち文字「Ｂ」に応じたラスタデータがバッファメモリ３８Ａに格納されると同時に、バッファメモリ３８Ａに格納されていた文字「Ａ」に対応するラスタデータがバッファメモリ３８Ｂに格納され、バッファメモリ３８Ｂに格納されていたラスタデータがバッファメモリ３８Ｃに格納される。

さらに分割露光領域ＥＡ１が距離ＲＴだけ移動して文字「Ｃ」をパターン形成すべき露光位置Ｐ４に達した場合（図７参照）、ＤＭＤ２４の分割領域Ｄ２は文字「Ｂ」をパターン形成すべき露光位置Ｐ３に到達し、分割領域Ｄ３は文字「Ａ」をパターン形成すべき露光位置Ｐ２に到達する。この場合、新たに生成された文字「Ｃ」のラスタデータがバッファメモリ３８Ａに格納され、バッファメモリ３８Ａ、３８Ｂに格納されていた文字「Ｂ」、「Ｃ」に対応するラスタデータが、それぞれバッファメモリ３８Ｂ、３８Ｃに格納される。

このように、露光エリアＥＡ１〜ＥＡ３がそれぞれ露光位置に到達すると、先頭の分割露光エリアＥＡ１の露光位置に形成すべきパターンに応じたラスタデータがベクタデータに基づいて生成され、バッファメモリ３８Ａへ格納される。そして、それまでバッファメモリ３８Ａ，３８Ｂに格納されていたラスタデータが読み出され、それぞれバッファメモリ３８Ｂ、３８Ｃへ送られる。なお、図７では１つのＤＭＤに対するパターン形成について説明しているが、バッファメモリ３８Ａ、３８Ｂ、３８Ｃには、８つのＤＭＤに対するラスタデータが格納されている。

ステップＳ１０５では、バッファメモリ３８Ａ〜３８Ｃに格納されたラスタデータが露光エリアＥＡ全体のラスタデータとしてＤＭＤ駆動回路３４へ送られる。ＤＭＤ駆動回路３４では、書き込まれたラスタデータに基づいて各ＤＭＤへ制御信号を出力し、マイクロミラーをＯＮ／ＯＦＦ制御する。これにより、所定のパターンを形成するように露光動作が実行される。露光動作が実行されると、各マイクロミラーはＯＦＦ状態に切り替えられる。

さらに、ステップＳ１０５では、露光エリアＥＡが走査方向に対して傾斜していることを考慮し、ＤＭＤ駆動回路３４に対するラスタデータの書き込み位置が修正される。上述したように、露光エリアＥＡは、距離ＲＴごとに１画素分だけ走査方向に垂直な方向にシフトする。そのため、ここでは、バッファメモリ３８Ｂのラスタデータに対し、１ライン分だけラスタデータの読み出し開始位置がシフトされる。これにより、ＤＭＤ駆動回路３４には、1ライン分シフトした状態でラスタデータが書き込まれる。さらに、分割露光エリアＥＡ３が分割露光エリアＥＡ１に対して２画素分ずれているため、バッファメモリ３８Ｃのラスタデータに関しては、２ライン分だけラスタデータの読み出し開始位置がシフトされる。

ステップＳ１０６では、露光エリアＥＡが露光終了位置に到達したか否かが判断される。露光終了位置まで到達していないと判断されると、ステップＳ１０７へ進み、描画テーブル１８が再び駆動される。そして、ステップＳ１０１に戻り、ステップ１０１〜Ｓ１０６が繰り返し検出される。一方、露光終了位置に到達したと判断されると、描画処理は終了する。

このように本実施形態によれば、露光エリアＥＡが基板ＳＷに対して相対的に移動しながらＤＭＤの各マイクロミラーを変調させることによって露光動作が実行される。そして、露光エリアＥＡを３つに等分割することによって、露光エリアＥＡ１〜ＥＡ３を規定し、それに従いＤＭＤで規定される第１〜第３の分割変調領域Ｄ１〜Ｄ３に応じたラスタデータを格納するため、それぞれ対応する３つのバッファメモリ３８Ａ〜３８Ｃが設けられる。

そして、第１の分割露光領域ＥＡ１（第１の分割変調領域Ｄ１）に応じたベクタデータのみが順次描画装置に転送され、ラスタ変換によってラスタデータがバッファメモリ３８Ａに格納される。露光エリアＥＡが各分割露光領域のサイズに応じた露光ピッチ分だけ相対移動すると、バッファメモリ３８Ａには新たに生成されたラスタデータが格納され、バッファメモリ３８Ｂ、３８Ｃには、それまでバッファメモリ３８Ａ、３８Ｂに格納されていたラスタデータが格納される。露光エリアがステップ＆リピート方式に従って露光ピッチの分だけ相対移動する度にこのようなラスタデータの生成、格納処理が行われる。そして、バッファメモリ３８Ａ、３８Ｂ、３８Ｃに格納されたラスタデータ全体に基づき、露光動作が実行される。

ＤＭＤの第１の分割変調領域Ｄ１（２５６列分）に対するラスタデータのみ生成すればよいので、ＤＭＤ全体（７６８列分）のラスタデータを常に生成、更新する場合に比べてデータ処理時間が１／３になり、データ処理速度が速くなる。その結果、描画処理時間全体が短くなる。また、１つのバッファメモリの容量を小さくすることができ、かつバッファメモリを３つ用意するだけでラスタデータ処理が行うことできるため、簡易かつ低コストの回路構成によってデータ処理速度の向上を実現できる。

露光エリアＥＡの傾斜角度は任意であり、バッファメモリ３８Ｂ、３８Ｂにおけるラスタデータの補正は、傾斜角度に応じて定めればよい。あるいは、露光エリアを走査方向に傾斜させず、データ補正を行わないように露光エリアを平行に相対移動させてもよい。露光方式としては、一定速度で走査する連続移動方式を適用してもよく、露光動作に合わせてラスタデータの生成、更新および格納処理を行うようにすればよい。本実施形態では、分割露光エリアの走査方向に沿った幅だけ移動する毎に露光動作を実行するが、形成するパターンに応じて、それ以外の距離を露光ピッチとしてもよい。さらに、各分割露光エリアが同一の露光位置で露光動作を実行するのに代えて、に各マイクロミラーの微小スポットの一部を互いにオーバラップさせる多重露光方式を適用してもよい。また、結像倍率を１倍以外に設定してもよい。

本実施形態では、ＤＭＤを３つに均等分割し、３つの分割露光エリアを規定したが、分割する数、分割の仕方は任意に定めればよく、走査方向に向けて並ぶように（走査方向に横断する方向に沿って分割するように）規定すればよい。例えば、ＤＭＤのマイクロミラーの走査方向に沿った配列数が２^Ｎの場合、Ｎ等分すればよい。この場合、Ｎ個のメモリが用意される。また、露光ヘッドの数も任意であり、ＤＭＤの代わりに２次元配列の空間光変調素子としてＬＣＤ、ＳＬＭ等を使用してもよい。３のバッファメモリを並列的に接続する構成にしてもよい。メモリの構成は任意であり、１つの単一のメモリを分割規定し、複数のメモリとして構成してもよい。

本実施形態では、電子回路基板等の基板へ回路パターンを形成する描画装置であるが、回路パターンに限定せず、文字、記号等のパターンをフィルムなどの被描画体へ形成する描画装置として構成してもよい。

本実施形態である描画装置を模式的に示した斜視図である。 露光ヘッドの概略的断面図である。 走査を示した図である。 描画装置の描画制御部のブロック図である。 露光エリアの分割領域を示した図である。 ステップ＆リピートおよび多重露光方式による描画処理のフローチャートである。 描画処理過程を示した図である。

符号の説明

１０ 描画装置
１８ 描画テーブル
２０_１〜２０_８ 露光ヘッド
２４ ＤＭＤ（露光ユニット）
３０ 描画制御部
３２ ラスタ変換回路
３４ ＤＭＤ駆動回路
３８Ａ バッファメモリ（第１のメモリ）
３８Ｂ バッファメモリ（第２のメモリ）
３８Ｃ バッファメモリ（第３のメモリ）
ＳＷ 基板（被描画体）
ＥＡ 露光エリア
ＤＭ マイクロミラー（空間光変調素子）
ＥＡ１〜ＥＡ３ 分割露光領域（分割露光エリア）

Claims (8)

1. 複数の矩形状空間光変調素子をマトリクス状に配列した少なくとも１つの光変調ユニットと、
   前記光変調ユニットの投影領域となる露光エリアを、被描画体に対して相対的に走査方向に沿って移動させる走査手段と、
   前記露光エリアを走査方向に対して分割規定した第１〜第Ｎ（Ｎ≧２）の分割露光領域にそれぞれ対応した第１〜第Ｎのメモリと、
   前記第１〜第Ｎのメモリそれぞれに対し、対応する描画データを格納させる描画データ制御手段と、
   前記第１〜第Ｎのメモリに格納された描画データおよび露光エリアの相対的位置に基づき、前記複数の空間光変調素子を制御して露光動作を実行する露光制御手段とを備え、
   前記描画データ処理手段が、生成される描画データを露光動作に合わせて前記第１のメモリに格納し、また、前記第１〜第Ｎ−１のメモリに格納されていた描画データを、露光動作に合わせてそれぞれ第２〜第Ｎのメモリに格納し、
   前記露光制御手段が、前記第１〜第Ｎのメモリと接続し、前記第１〜第Ｎのメモリから送られてくる露光エリア全体の描画データに基づき、前記光変調ユニットへ制御信号を出力する駆動回路を有することを特徴とする描画装置。
2. 前記第１〜第Ｎのメモリが、直列的に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の描画装置。
3. 前記露光エリアが、走査方向に対して所定角度だけ傾斜し、
   前記描画データ処理手段が、露光位置を一致させるように、前記第２〜第Ｎのメモリに格納された描画データを所定角度に応じた分だけそれぞれシフト補正することを特徴とする請求項１に記載の描画装置。
4. 前記露光エリアが均等分割され、
   前記露光制御手段が、１つの分割露光領域に応じた距離間隔で露光動作を実行することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の描画装置。
5. 複数の矩形状空間光変調素子をマトリクス状に配列した少なくとも１つの光変調ユニットの投影領域となる露光エリアを、被描画体に対して相対的に走査方向に沿って移動させ、
   前記露光エリアを走査方向に対して分割規定した第１〜第Ｎ（Ｎ≧２）の分割露光領域にそれぞれ対応した第１〜第Ｎのメモリそれぞれに対し、対応する描画データを格納させ、
   前記第１〜第Ｎのメモリに格納された描画データおよび露光エリアの相対的位置に基づき、前記複数の空間光変調素子を制御して露光動作を実行する描画方法であって、
   生成される描画データを露光動作に合わせて第１のメモリに格納し、また、前記第１〜第Ｎ−１のメモリに格納されていた描画データを、露光動作に合わせてそれぞれ第２〜第Ｎのメモリに格納し、
   前記第１〜第Ｎのメモリと接続する駆動回路に対し、前記第１〜第Ｎのメモリに格納された露光エリア全体の描画データを送り、前記駆動回路から前記光変調ユニットへ制御信号を出力することを特徴とする描画方法。
6. １）感光材料を上面に形成した基板に対して描画処理を実行し、
   ２）描画処理された基板に対して現像処理をし、
   ３）現像処理された基板に対してエッチングまたはメッキ処理を施し、
   ４）エッチングまたはメッキ処理された基板に対して感光材料の剥離処理を行う基板の製造方法であって、
   描画処理において、請求項１に記載された描画装置によって描画処理を行うことを特徴とする基板の製造方法。
7. 前記描画データ処理手段が、ワークステーションから送られてくるパターンデータをラスタデータである描画データに変換するラスタ変換回路を有し、
   前記第１のメモリが、前記ラスタ変換回路と接続していることを特徴とする請求項１に記載の描画装置。
8. 前記駆動回路が、複数の光変調ユニットへ制御信号を出力することを特徴とする請求項１に記載の描画装置。

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